频率扫描法在次同步振荡分析中的应用

为了完善和改进频率扫描法在次同步振荡(SSO)分析中的应用,首先详细介绍了频率扫描法的基本原理,然后分析了频率扫描法的两种实现方法,指出串联方法应用相对广泛,更能反映频率扫描法的本质;并联方法较适合于未进行任何等值的单机无穷大系统。最后以PSCAD为平台进行仿真,IEEE第一标准模型的仿真结果表明,频率扫描法所采用的系统等值能够真实反映电气谐振频率,且串并联两种方法均适用于单机无穷大系统;IEEE第二标准模型的仿真结果表明,串联方法适用于多机系统的SSO分析。     

不对称规则采样CPS-PWM的基波近似模型及其频率特性

中压多电平换流器常采用模块化结构,可应用于交/直流配电网。配电网电压较低,换流器子模块数较少,因此常采用载波移相脉宽调制(CPS-PWM)提升等效开关频率。建立CPS-PWM模型是换流器系统级建模的基础之一。调制环节非线性,因此常分析其基波。现有CPS-PWM基波近似模型以桥臂等效开关频率为准,在不对称规则采样下模型延时偏低、误差较大。以子模块为基础,通过子模块输出叠加建立了零阶保持器(ZOH)经纯延时近似、不近似以及纯延时环节经Padé近似的3种形式CPS-PWM基波近似模型,更准确地反映了CPS-PWM的频率特性。仿真研究验证了理论分析的正确性。     

虚拟同步机多机并联稳定控制及其惯量匹配方法

虚拟同步发电机(VSG)技术作为一种分布式电源主动参与电网频率电压调整的新型控制方式,得到了越来越多的关注。通过对同步发电机外特性的模拟,使得微电源逆变器具有同步发电机相同的转动惯量、一次调频、无功调压等特性。提出简化的VSG虚拟惯量控制器,避免了锁相环(PLL)误差引起的频率指令波动对系统稳定性的影响,建立包含中间控制环节状态变量的VSG并联系统小信号模型,并针对主要控制参数对系统稳定性及动态响应的影响进行了分析,最后利用等效同步发电机原理,提出了虚拟同步发电机多机并联运行的虚拟惯量匹配方法,仿真和实验结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

一种阻断HVDC控制环节中次同步频率分量的方法

为抑制火电机组经高压直流输电(high voltage direct current transmissions,HVDC)系统送出的次同步振荡(subsynchronous oscillation,SSO)问题,设计了一种阻断HVDC控制环节中次同步频率分量的方法,并进行了参数设计。通过机理分析研究了次同步作用路径的阻尼敏感度,研究结果表明在HVDC的整流侧通频带范围内(10~20 Hz),电气阻尼对触发角最为敏感。因此,在触发角控制量的生成环节中采用带阻滤波阻断方法可以直接有效地阻断次同步频率分量。采用PSCAD/EMTDC搭建某实际系统的电磁暂态仿真模型,进行了时域仿真和基于复转矩系数法的阻尼扫描,并采用Prony算法提取了模态振荡的特征量。分析结果表明,不同参数下的带阻滤波阻断法均能够显著提高模态频率附近的电气阻尼,有效抑制SSO问题,与附加次同步振荡阻尼控制器(supplementary sub-synchronous oscillation damping controller,SSDC)相比,阻尼能力较强。根据分析结果,给出了工程建议的最优参数。对采用滤波阻断法及未采用滤波阻断法时的系统直流电压和电流的动态过程进行了仿真对比,结果表明,所提出方法对直流系统的正常运行和控制的影响较小。     

直流附加阻尼控制抑制电力系统次同步振荡

建立交直流电力系统从发电机转速到电气转矩的传递函数结构框图,分离出HVDC与发电机组产生扭振相互作用的负阻尼通道,解析地求解了SSDC需要补偿的由HVDC换流器组及其电流闭环控制共同引起的滞后相位,并给出了SSDC输入信号的次同步频率量的转换方法。针对国内某实际工程设计了宽通道的SSDC,并以时域仿真验证了所设计的SSDC控制策略的正确性和有效性。     

MMC-UPQC在RTDS仿真中的脉冲输入方案设计

统一电能质量控制器（UPQC）装置投入现场运行之前,开展基于实时数字仿真器（RTDS）的实验是非常重要的一步,不仅能够使UPQC控制器的功能和性能得到较为充分的验证,还可以积累经验为后续的物理实验提供重要的指导和借鉴。基于模块化多电平换流器（MMC）结构的UPQC由于模块数较多,需要触发的IGBT很多,为了合理利用RTDS宝贵的资源,在开展RTDS实验的时候,必须要对资源分配进行优化设计,其中脉冲的输入方案就是其中的一个重要环节。论文在分析说明MMC-UPQC的拓扑结构的基础之上,首先对RTDS及UPQC的物理控制器的结构和需求进行了梳理和分析,然后给出了两种脉冲输入方案并进行了对比分析,最后在RTDS平台上进行了数字-物理闭环仿真实验,实验结果验证了所给脉冲编码方案的可行性。     

MMC直流电压控制策略研究

为了对模块化多电平换流器(MMC)的直流侧电压进行控制并减小开关损耗,首先介绍了MMC的结构及子模块充放电原理,然后提出了MMC的直流电压控制是由系统级直流电压控制和子模块电压控制两部分构成;针对系统级直流电压控制,分析了直流电压控制原理,并提出相应的控制策略;针对子模块控制中存在的因开关器件盲目动作而产生的开关频率高的现象,提出了一种改进型子模块电压均衡控制策略,通过对传统电压排序方法的改进,避免了这一现象。最后以PSCAD/EMTDC为平台进行仿真研究,结果表明MMC直流侧电压可以稳定在额定值,并且器件开关频率明显降低。     

矩阵变流器虚拟逆变侧无扇区调制算法

矩阵式变流器间接空间矢量调制算法通过"虚拟整流器"+"虚拟逆变器"相冗,运行工况复杂。该文通过虚拟整流侧三角函数分析,推出其SVPWM简化算法;提出虚拟逆变侧无扇区空间矢量脉宽调制,建立非正交K-L 120°坐标系,无需扇区判断直接求解虚拟逆变侧三相桥臂开关占空比。通过新型占空比与传统虚拟整流占空比区间结合,将常规矩阵式变流器虚拟整流+虚拟逆变调制算法扇区判断的36种工况缩减至18种,大大简化算法实现过程,提高计算实时性。仿真实验结结合控制模式进行综合调制,其空间调制占空比组合方式繁果表明了该方法的正确性和有效性。     

基于电流保护原理的DG准入容量与并网位置分析

随着分布式发电(distributed generation,DG)的接入,配电网由单电源转化为多电源网络,原有的某些继电保护系统会受到很大影响。在介绍传统配电网电流保护整定原则的基础上,以包含分布式电源的35 kV配电系统为模型,详细讨论了DG容量和并网位置这2个因素对传统三段式电流保护整定的关键变量的影响,重点分析了固定并网位置时DG功率变化和固定DG容量时并网位置变化2种情况下的保护整定条件的适应性,从而定量讨论了配电网馈线在某一并网位置下的准入容量,以及一定DG容量下的并网位置选择方案,旨在为DG并网及配电网继电保护算法研究提供参考。     

电动汽车有序充电方法研究

未来规模化的电动汽车充电将会给电网的运行带来影响,无序的充电会给电网带来负面冲击。充电负荷具有时空双尺度的可调节性,利用此特性可在时间和空间上进行双尺度的负荷调度,使电动汽车充电负荷对电网运行产生积极的作用。基于此特性和实测的充电负荷数据,提出了一种基于负荷预测的有序充电方法,建立优化方程并求解,得到每个充电负荷的最优充电开始时间,通过改变充电开始时间调节总的负荷功率曲线。该方法能够在满足用户需求的基础上,尽可能利用低谷电为电动汽车充电,平抑负荷波动,减小负荷峰谷差,避免充电过程产生新的负荷高峰。仿真实验证明了该控制方法的有效性,并可从中看出受充电过程功率特性的限制和人类行为的影响,单纯依靠电动汽车充电进行负荷调节无法达到理想的效果。